大风浪中多因素优化航向航速选择

本文在全面考虑风浪对舰船影响的基础上,提出了如何在非规则波中优选航向、航速的模式。其要点是给出每一影响因素的允许概率 P_a,再根据当前海况和设立的航向、航速计算出实际的值 P_a,两者相减加权后逐一代入耐波性评估公式,得出该航向、航速下的耐波性评估值 R_x。随之用多变量函数极值解法中的因素交替法,优选出 R_x 最小的航向航速。全部计算必须在计算机上进行。本文提出的这种新的思考方式,目的是推动以定量为持征的大风浪中航行问题及早解决。     

缆船非线性拖带系统及数值仿真

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖带船舶拖点位置匹配的方法,建立了缆-船非线性整体的拖带动力学模型,采用数值计算法实现了时域内拖带运动的模拟.对一艘具有航向稳定性船舶进行了拖带运动数值计算,拖带船舶采用PD控制方法较真实地模拟了拖带船舶航向改变的运动过程.数值计算讨论了拖点位置、拖缆长度、拖带航速对拖带航向稳定性的影响,结果表明：拖带航向稳定性与线性拖带理论一致,即拖点位置在水动力作用点之前拖带航向具有稳定性,拖缆长度和拖带航速对拖带航向稳定性无影响.拖缆长度和拖带航速可以影响拖带的航行品质,增加拖缆长度能有效抑制拖缆张力的振荡,拖带航速影响到航向角的响应快慢和超调量.     

基于时标分离的喷水推进船舶航向/航速控制

针对喷水推进船舶机动过程中的航向控制和航速损失的问题,提出一种基于时标分离的航向航速控制系统结构,将航向和航速之间的耦合归结为系统之间的干扰,利用反步法在不匹配不确定系统设计中的优点,以及滑模控制对系统干扰的抑制能力和动态逆对反步设计中逆求解精确性的提高能力,分别设计航向反步滑模控制器和航速反步动态逆控制器,解决船舶机动过程中航向和航速的稳定控制问题.     

应用非线性馈饰算法改进的船舶自动导航控制策略

为使船舶在航行和运营的过程中更加节能,采用非线性馈饰技术,即分别用两个函数对控制器的输入信号和输出信号进行处理,基于鲁棒比例积分和微分(Proportion Integral Differential, PID)控制器,设计船舶航向保持控制器,同时为接近航海实践,加入6 s 1次的操舵频率限制。通过仿真试验验证控制器的有效性,并且与已有的非线性算法进行比较。仿真结果表明:使用非线性馈饰技术设计的航向保持控制器能够很好地实现航向保持控制的目的,同时还能够使平均舵角相对于标准PID减少约50%,相对于其他非线性算法具有较为优秀的节能性能,这表明基于非线性馈饰技术设计的PID航向保持控制器具有节能的特点,对航向保持控制器的设计具有指导意义。     

船舶航向计算动词PID自动舵设计

研究一种新的智能控制算法——计算动词PID控制算法在船舶航向控制器设计中应用.以非线性船舶运动模型为对象,详细地设计了一种计算动词PID控制器,并应用MATLAB软件进行仿真试验.仿真结果表明该智能控制器能够快速准确地跟踪设定航向,同时表明当模型参数摄动时,具有强鲁棒性.     

控制力约束条件下的喷水推进船鲁棒控制

文章研究了控制力约束(即具体硬件限制)条件下的喷水推进船航速航向鲁棒控制问题.以具体型号喷水推进器为例,根据功率-转速图谱和航速-推力图谱,提出一种推力-航速-转速的三元函数拟合分析方法;在此基础上,针对喷水推进船的航速与航向鲁棒控制问题,设计了航速控制律,并基于滑模控制理论设计了艏向控制算法.在航速与航向控制律的设计过程中,考虑到主机转速和喷口转角的硬件限制条件,通过对一艘喷水推进船的路径跟踪控制仿真,验证了所设计的推力函数和控制律应用于实际喷水推进无人艇的可行性.     

基于灰评估的船舶航向优选方法研究

依据船舶耐波性理论计算结果,运用灰色关联综合评估理论对大风浪中船舶耐波性进行了综合评估,然后根据评估结果确定船舶在波浪中以某一航速航行时的优选航向,并通过实例应用与分析表明,使用该方法能为船舶安全航行提供科学指导。     

风浪中船舶航行安全性研究

依据船舶耐波性理论计算结果,运用灰色关联综合评估理论对大风浪中船舶耐波性进行了综合评估,然后根据评估结果确定船舶在波浪中以某一航速航行时的优选航向,并通过实例应用与分析表明,使用该方法能为船舶安全航行提供科学指导。     

国外核动力潜艇耐波性理论预报

采用STF理论和Frank源分布-紧密拟合法对国外核潜艇潜望状态进行了纵荡、垂荡、纵摇、横荡、横摇、艏摇和垂向加速度等波频运动耐波性理论预报.给出了不同航速、航向时的规则波运动响应和不同航速、航向、波高、波浪平均周期时的不规则波运动统计值.对典型艇型进行变化稳心高、纵向和横向惯性系数计算.最后对各艇进行了耐波性能比较.     

大风浪中船舶航向优选方法探讨

依据船舶耐波性理论计算结果，运用灰色关联综合评估理论对大风流中船舶耐波性进行了综合评估，然后根据结果确定船舶在波浪中以某一航速航行时的优选航向，并通过实例应用与分析表明，使用该方法能为船舶安全航行提供科学指导。     

New concept research on mono-hull compounded ship form with high seakeeping performance

The seakeeping performance of a certain ship equipped with semi-submerged bow (SSB) and bow-fins is discussed. The numerical calculations are carried out on a 600t deep-V compound archetypal ship. The results show that the compounded ship form has excellent seakeeping performance and thus it establishes the theoretical foundations for the development of monohull compounded ship form with high seakeeping performance.     

基于参数化CAD模型的船型阻力/耐波性一体化设计

在舰船概念设计阶段,往往需要快速生成阻力和耐波性能兼优的船型。采用基于母型船的船型融合生成方法,实现了参数化船型自动生成。在此基础上,采用iSight优化平台,将参数化船型生成技术与阻力、耐波性计算模型集成,运用多学科设计优化技术实现了船型阻力/耐波性性能一体化设计。优化方法采用多目标遗传算法以获取Pareto前沿。以一艘46 000 DWT油船的型线优化为算例对这个过程进行了具体说明,试验结果表明总阻力降低了3%,验证了这种方法的可行性。     

垂向可调尾板在尾流场中有限元分析

垂向可调尾板是设于某类型船舶尾封板水线以下，能实时调整该类型船舶航行姿态，使之在该航速下具有最佳阻力及运动性能的机构。对此尾板进行了有限元分析，采用ANSYS CFD模块对尾部流场进行了模拟，并对尾板结构强度进行校核，并将此结果与经验公式结果进行对比分析，提出了优化设计的途径。     

耐波性设计及实船试验的分析研究

结合某舰的设计以及对该舰实船耐波性试验结果的分析研究，探讨了在设计之初即充分重视耐波性，并采用性能一体化方法，将耐波性设计贯穿于总体设计的全过程这一设计思想的意义与优点。     

舰船风浪中航行及操纵系统

基于风浪中经验航法和理论航法相结合的观点；汲取耐波性等领域的研究成果，提出了一种实用的风浪航行操纵系统，集合3个子系统（海浪计算子系统，航向航速优选子系统，摇荡短期时历预子系统）的计算结果，合理组合，可满足风浪航行及转向时机，舰载直升机起降时同，海上补给及拖带航向航速选择等决策的需求。     

全回转拖轮的耐波性分析

从全回转拖轮在规则波和不规则波中的横摇、纵摇、垂荡的特性以及船模试验结果,分析了全回转拖轮耐波性特点,结合有关实船论述了船舶主尺度、船型系数及线型对耐波性的影响,阐明了如何设计和建造耐波性好的全回转拖轮。     

舰船顶层设计中的耐波性预报模型研究

通过改变母船的船长和剖面参数来改变船型,得到系列样本船型,应用基于切片法理论的舰船耐波性计算程序对母船及样本船型进行计算,将所得计算结果进行多元回归分析,得到船舶耐波性预报数学模型.分别用耐波性计算程序和回归模型对例船进行计算,结果证明该预报模型具有较高的精度.     

基于三维势流理论的耐波性数值预报

准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件 WASIM基于时域势流理论,采用 Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模 DTMB5512为对象,采用 WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明：利用 WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用 WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。     

某豪华游轮在波浪中的耐波性能预报(英文)

The seakeeping performance of a luxury cruise ship was evaluated during the concept design phase. By comparing numerical predictions based on 3-D linear potential flow theory in the frequency domain with the results of model tests, it was shown that the 3-D method predicted the seakeeping performance of the luxury cruise ship well. Based on the model, the seakeeping features of the luxury cruise ship were analyzed, and then the influence was seen of changes to the primary design parameters (center of gravity, inertial radius, etc.). Based on the results, suggestions were proposed to improve the choice of parameters for luxury cruise ships during the concept design phase. They should improve seakeeping performance.     

基于模糊数学法的舰船耐波性综合评价

运用概率统计及模糊数学方法,在舰船耐波性规范的基础上,研究了舰船耐波性能的综合评价方法.提出了用"综合隶属度"的量化指标,对耐波性能进行综合量化评定.从试验或理论计算结果出发,提出了对舰船耐波性能综合评定的方法、步骤.通过SWATH的算例,证明此方法是可行的.